ADP1032具有七个数字隔离器的两通道隔离式微功耗管理单元技术手册

概述
ADP1032 是一款高性能隔离式微功耗管理单元 (PMU)，它将隔离式反激稳压器和直流/直流稳压器结合在一起，提供两个隔离的电源轨。此外，ADP1032 包含四个高速串行外设接口 (SPI) 隔离通道和三个通用隔离器，适用于需要低功耗和小解决方案尺寸的通道对通道隔离应用。ADP1032 适合在 4.5 V 至 60 V 的输入电压范围内运行，它可为 VOUT1 生成 6 V 至 28 V（可调版本）或 24 V（固定版本）的隔离输出电压，为 VOUT2 生成 5.15 V、5.0 V 或 3.3 V 的工厂可编程电压。

默认情况下，ADP1032 反激稳压器在 250 kHz 的开关频率下运行，而降压稳压器在 125 kHz 的频率下运行。

两个稳压器相互相移以降低电磁干扰 (EMI)。ADP1032 可以在 350 kHz 至 750 kHz 的频率范围内由外部振荡器驱动，以便于在敏感应用中进行噪声过滤。

ADP1032 中集成的数字隔离器使用 ADI 公司的 iCoupler^®^ 芯片级变压器技术，已针对低功耗和低辐射发射进行优化。ADP1032 采用 9 mm × 7 mm 41 引脚 LFCSP 封装，适合在 −40°C 至 +125°C 的结温范围内运行。
数据表：*附件：ADP1032具有七个数字隔离器的两通道隔离式微功耗管理单元技术手册.pdf
特性

• 宽输入电源电压范围：4.5 V 至 60 V
• 集成式反激电源开关
• 生成两个充分调节的隔离式独立输出
  • V OUT1 ：24 V 或 6 V 至 28 V
  • V OUT2 ：3.3 V、5.0 V 或 5.15 V
• 使用 1:1 比率的变压器简化变压器设计
• 适用于反激和降压稳压器的峰值电流限制和 OVP
• 精密启用输入和电源正常输出
• 可通过 SYNC 输入调整开关频率
• 每个稳压器的内部补偿和软启动控制
• 高速低传播延迟 SPI 信号隔离通道
• 三个 100 kbps 通用隔离式数据通道
• 41 引脚 9 mm × 7 mm LFCSP 外形尺寸可实现小巧的解决方案总体尺寸
• 工作结温范围为 −40°C 至 +125°C
• 安全和监管审批（申请中）
• CISPR11 B 级辐射发射
  • UL 认证：2500 V rms 持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
  • CSA 元件验收通知 5A
    • 从属器件、主器件和现场电源域之间 300 V rms 的基本绝缘（IEC 61010-1，申请中）
  • VDE 合规证书
  • DIN V VDE 0884-10 (VDE 0884-10):2006-12
  • VIORM = 565 VPEAK

典型应用电路

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADP1032是一款高性能的隔离式微型电源管理单元（PMU），它集成了一个隔离式反激式稳压器和一个降压稳压器，以提供隔离式电源轨。此外，ADP1032在4引脚LFCSP封装中集成了七个低功耗数字隔离器，适用于对功率损耗和电路板空间要求严苛的通道隔离应用。

反激式稳压器

反激式稳压器工作原理

ADP1032中的反激式稳压器可生成一个隔离式输出电源轨，对于可调节输出版本，其电压可在6V至28V之间编程设定；对于出厂预设的固定输出版本，则为24V 。该反激式稳压器采用电流模式控制，能实现快速的内部电流控制环路，以调节峰值电感电流，并通过隔离式iCoupler通道实现较慢的外部环路，以此来调节输出电压。当高压侧开关导通时，次级侧的二极管截止，这会使变压器反向偏置，导致初级侧的电流增加，电流以磁能的形式存储在变压器中。当开关断开时，二极管正向偏置，变压器中存储的能量就会传输到负载。

传统的隔离式反激式稳压器会使用一个分立的光耦合器，将次级侧的信号传输到初级侧。然而，光耦合器的电流传输比（CTR）会随时间和温度发生变化。因此，光耦合器每隔5到10年就必须更换。ADP1032通过集成亚德诺半导体（Analog Devices, Inc.）的iCoupler技术，省去了光耦合器及其相关问题，从而降低了系统成本、印刷电路板面积和复杂度，同时在不存在CTR退化问题的情况下提高了系统可靠性。

该反激式变压器采用单初级绕组和单次级绕组。这种配置之所以可行，是因为iCoupler技术用于传输隔离式控制信号，从而无需初级侧传感绕组。此外，由于在高效率开关稳压器中会生成次级侧和辅助电源轨，所以无需额外的次级绕组。这种单绕组配置相比替代的多绕组解决方案具有以下几个优点：

• 由于磁芯上的匝数较少且引脚数量也更少，变压器解决方案的尺寸更小。
• 每个输出可以独立设置——多抽头方法需要为不同的输出电压组合定制多抽头变压器。
• 输出更加精确，因为输出不依赖于变压器绕组之间的匝数比。
• 输出不受各电源轨负载变化的影响。

反激式欠压锁定（UVLO）

UVLO电路会监测VINP引脚的电压电平。如果输入电压降至VUVLO_VINP(BALL)阈值以下，反激式稳压器将关闭。在VINP引脚电压升至VUVLO_VINP(RISE)阈值以上后，软启动周期开始，反激式稳压器启用。

反激式稳压器精确使能控制

ADP1032中的反激式稳压器具有精确的使能电路，可准确地调节电压。当EN引脚处的电压升至VEN_RISING阈值以上时，反激式稳压器软启动开始，稳压器启用。如果EN引脚电压降至VEN_RISING - VEN_HYST阈值以下，反激式稳压器将关闭。

反激式稳压器软启动

反激式稳压器具备软启动功能，可限制电源的浪涌电流，并以受控方式逐步升高输出电压。当EN引脚处的电压升至VEN_RISING阈值以上时，反激式稳压器软启动周期开始。

反激式斜率控制

反激式稳压器采用可编程输出驱动器斜率控制电路。该电路可调节开关节点的斜率，如图67所示，在效率略有降低的情况下，可实现更低的电磁干扰（EMI）和减少振铃现象。要设置斜率，将SLEW引脚连接到VINP引脚以实现正常模式，连接到GND引脚以实现慢速模式，或不连接以实现快速模式。慢速斜率控制在效率与低EMI之间进行权衡。

节能模式（PSM）

在轻载运行期间，稳压器可跳过脉冲以维持输出电压调节。因此，无需最小负载。跳过脉冲可提高器件效率，但会导致输出纹波增大。